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NXP MCXN947测评之（三）SPI测评之nor flash

发布于 2024-03-31 14:15:42 浏览：384 订阅该版

[tocm]

本文继续MCXN947的SPI测评，上一篇文章加入SPI6主控后测试了external loopback，测试结果表明RT-Thread适配MCXN947芯片的SPI这块已经成熟。接下来我们要找个实际的SPI设备来测试，最好能SPI发和收都能覆盖到。最常见的SPI设备有SSD1306 SPI屏、PSRAM，Nor Flash等，但SPI屏只需要正确发送数据即可显示，不满足我们的发和收都要覆盖的要求，当然读者有兴趣可以用板子的SPI6接块SPI屏自己试下u8g2，当一个小作业哦。正当我寻找合适的SPI设备时，有大牛指点：FRDM-MCXN947这块板子上的W25Q64JVSSIQ Nor Flash接入的针脚其实可以复用为SPI使用的，那简直太完美了，杜邦线都不用接了😀 故本文以Nor Flash为例测试SPI。

# RT-Thread Nor Flash框架
经调研和阅读RT-Thread源码发现，RT-Thread对于遵循SFDP(什么是SFDP？可阅读RT-Thread源码目录中components/drivers/spi/sfud/README.md)的Nor Flash支持非常完美，它是通过一个叫SFUD(Serial Flash Universal Driver 串行Flash通用驱动库)的component来支持的，在此之上经fal、mtd可以挂接littlefs等文件系统，具体可参考RT-Thread官方文档，但本文侧重点在于SPI通信测试，故只要能通过sfud验证SPI传输即可。

# FRDM-MCXN947 W25Q64JVSSIQ的SPI适配
由FRDM-MCXN947原理图得知，如W25Q64JVSSIQ做SPI设备使用，涉及针脚为P3_0, P3_7, P3_8和P3_9，查询NXP芯片手册可知，这些针脚可以复用为FC7(FCn含义见上一篇文章)，所以根据上一篇文章的流程，我们需要修改pinmux和加入SPI7主控，最后还需要attach设备。

## pinmux修改
修改bsp/nxp/mcx/mcxn/frdm-mcxn947/board/MCUX_Config/board/pin_mux.c加入如下代码:

```bash
@@ -95,6 +95,11 @@ void BOARD_InitBootPins(void)
     PORT3->PCR[22]   = PORT_PCR_MUX(3) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_PE(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* FC6_P2 SDI/D[1], FC3_SPI_MISO */
     PORT3->PCR[23]   = PORT_PCR_MUX(0) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_PE(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* CS */

+    /* SPI7 */
+    PORT3->PCR[0]   = PORT_PCR_MUX(0) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_PE(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* CS */
+    PORT3->PCR[7]   = PORT_PCR_MUX(3) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_PE(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* FC7_P1 SCK, FC7_SPI_CLK */
+    PORT3->PCR[8]   = PORT_PCR_MUX(3) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_PE(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* FC7_P0 SDO/D[0], FC7_SPI_MOSI */
+    PORT3->PCR[9]   = PORT_PCR_MUX(3) | PORT_PCR_PS(0) | PORT_PCR_PE(0) | PORT_PCR_IBE(1);     /* FC7_P2 SDI/D[1], FC7_SPI_MISO */
```
## 加入SPI7主控
修改bsp/nxp/mcx/mcxn/Libraries/drivers/drv_spi.c：

```bash
@@ -23,6 +23,9 @@ enum
 #ifdef BSP_USING_SPI6
     SPI6_INDEX,
 #endif
+#ifdef BSP_USING_SPI7
+    SPI7_INDEX,
+#endif
 };

@@ -78,6 +81,20 @@ static struct lpc_spi lpc_obj[] =
             .name = "spi6",
         },
 #endif
+#ifdef BSP_USING_SPI7
+        {
+            .LPSPIx = LPSPI7,
+            .clock_attach_id = kFRO_HF_DIV_to_FLEXCOMM7,
+            .clock_div_name = kCLOCK_DivFlexcom7Clk,
+            .clock_name = kCLOCK_FroHf,
+            .tx_dma_request = kDmaRequestMuxLpFlexcomm7Tx,
+            .rx_dma_request = kDmaRequestMuxLpFlexcomm7Rx,
+            .DMAx = DMA0,
+            .tx_dma_chl = 6,
+            .rx_dma_chl = 7,
+            .name = "spi7",
+        },
+#endif
 };

```
## attach SPI设备
新增bsp/nxp/mcx/mcxn/frdm-mcxn947/board/ports/
spi_flash_init.c如下：

```c
#include <rtthread.h>
#include <drv_spi.h>
#include "spi_flash.h"
#include "spi_flash_sfud.h"
#include "drv_pin.h"

#define CS_PIN       (3*32+0)

static int rt_spi_flash_init(void)
{
    int result = -1;

result = rt_hw_spi_device_attach("spi7", "spi70", CS_PIN);
    rt_kprintf("value is %d\n",result);

if(result == RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("rt_hw_spi_device_attach successful!\n");
    }

return RT_EOK;
}
INIT_COMPONENT_EXPORT(rt_spi_flash_init);
```

# 配置编译以及sf命令小试牛刀
```bash
在scons --menuconfig界面中
Hardware Drivers Config  --->
   On-chip Peripheral Drivers  -->
       Enable Flexcomm7 as SPI
```
选中Enable Flexcomm7 as SPI

```bash
RT-Thread Components  --->
  Device Drivers  --->
    Using SPI Bus/Device device drivers
	  Using Serial Flash Universal Driver
```
选中Using Serial Flash Universal Driver和Using auto probe flash JEDEC SFDP parameter

编译烧录后sf测试log如下:

```bash
msh >sf probe spi70
I/SFUD: Found a Winbond flash chip. Size is 8388608 bytes.
I/SFUD: sf_cmd flash device initialized successfully.
I/SFUD: Probe SPI flash sf_cmd by SPI device spi70 success.
8 MB sf_cmd is current selected device.
```
log表明能成功探测出Nor flash设备为Winbond flash chip，大小为8MB，到此已经能表明SPI的发和收都正常工作了，到此按理说已经结束了，但可以用sf命令再做点什么，下面我们做个喜闻乐见的benchmark:

```bash
msh >sf bench
DANGER: It will erase full chip! Please run 'sf bench yes'.
msh >sf bench yes
Erasing the sf_cmd 8388608 bytes data, waiting...
Erase benchmark success, total time: 19.141S.
Writing the sf_cmd 8388608 bytes data, waiting...
Write benchmark success, total time: 32.769S.
Reading the sf_cmd 8388608 bytes data, waiting...
Read benchmark success, total time: 9.770S.
```

# 经验
设备没按预期工作，可查一查pinmux，并且pinmux中各个pin的function number不能想当然的认为从小到大顺序增长，芯片厂家有时候为对称性或设计美观，有些function number是跳过的

如果碰上不小心误改FRDM-MCXN947板子的swd有关针脚的pinmux，导致daplink再也连不上时，可以一直按住FRDM-MCXN947板子上ISP按钮再按RST按钮强制无条件进ISP BOOT mode，这时daplink可以连上了，板子救回。

# 总结
笔者虽有其它OS下bsp开发经验，但就RT-Thread来说还是小白一名，在测评过程中得到了RT-Thread社区和NXP公司大牛们的帮助，学习了RT-Thread的SPI驱动流程、MCXN947芯片的LP_FLEXCOMM、eDMA、pinmux以及LPSPI等模块和RT-Thread的Nor Flash驱动框架，提交了两笔RT-Thread的PR，成为一个RT-Thread初步开发者，谢谢RT-Thread和NXP

注：板载的这颗W25Q64 Nor Flash期望的是利用MCXN947的flexspi控制器来操作，所以上述代码合入RT-Thread主线可能性不大，在github上https://github.com/xhackerustc/rt-thread/tree/NXP_BSP